玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干配方優化研究

孫靜陽 肖志剛 張一凡 楊佳臻 李圣賢 袁媛

摘要：將玉米皮膳食纖維改性制備成脂肪替代物添加到曲奇餅干中，替換其中部分黃油。通過單因素試驗和Box-Behnken響應面法優化玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干配方。結果表明：最佳配方為黃油添加量55.74%，脂肪替代物添加量24.37%，白糖添加量26.06%，雞蛋添加量36.14%。按照此配方制作的曲奇餅干感官品質良好且低脂肪低熱量。

關鍵詞：玉米皮膳食纖維;脂肪替代物;曲奇餅干

中圖分類號：TS213.22? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2021）05-0036-04

玉米皮是玉米加工業副產物，其中富含可利用的膳食纖維源。玉米皮膳食纖維具有較強的持油、持水能力，可以螯合消化道中的膽固醇、重金屬等有害物質，具有預防動脈硬化、調節糖尿病水平及預防肥胖病和膽結石等保健作用。曲奇餅干因口感酥香松脆深受人們喜愛，但其熱量高，且內含油脂易氧化變質，不符合現代營養健康的消費理念。將玉米皮膳食纖維改性制備成一種碳水化合物基脂肪替代物，可以模擬脂肪的物理和感官性質，而熱量相對較低。本課題以玉米皮膳食纖維脂肪替代物最大化地替代曲奇餅干中的黃油，研制一種低熱量的曲奇餅干，既可以提供人體所需營養，又可以降低人體對高脂肪高熱量的攝入。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

玉米皮膳食纖維脂肪替代物：自制;低筋面粉、牛奶、白糖、黃油、雞蛋：市售。

1.2 儀器設備

HH-6型數顯恒溫水浴鍋：金壇市朗博儀器制造有限公司;ESJ120-48型電子天平：沈陽龍騰電子有限公司;H1850型離心機：湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司;GFL-125型電熱鼓風干燥箱：天津市萊玻特瑞儀器設備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 曲奇餅干制作工藝流程 黃油+白糖+雞蛋液+牛奶+低筋面粉+脂肪替代物→原輔料預處理→面團調制→輥壓→成型→裱花→烘烤→冷卻→成品。

1.3.2 曲奇餅干品質評價 由10位經過培訓的食品類專業人員組成感官評價小組，對曲奇餅干的色澤、外觀、組織結構、滋味和口感進行評價，標準見表1。綜合每項評分的總和為最終得分。

1.3.3 單因素試驗 固定添加低筋面粉40 g、牛奶10 g，分別改變黃油添加量（50%，55%，60%，65%，70%），脂肪替代物添加量（15%，20%，25%，30%，35%），白糖添加量（10%，15%，20%，25%，30%），雞蛋液添加量（20%，25%，30%，35%，40%）4個因素制作曲奇餅干，以感官評分為指標，考察各因素對曲奇餅干品質的影響。

1.3.4 響應面試驗 在單因素試驗基礎上，根據Box-Behnken試驗設計原理，以感官評價總分（Y）為響應值，選取 A（黃油添加量）、B（脂肪替代物添加量）、C（白糖添加量）、D（雞蛋液添加量）4個因素，進行四因素三水平響應面優化試驗（見表2），確定玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干最佳配方。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 黃油添加量對曲奇餅干品質的影響 不同黃油添加量下曲奇餅干的感官評分如圖1所示。

由圖1可以看出：黃油添加過多，曲奇餅干表面出油率高，有過焦過白現象，且表面有陰影;黃油添加過少，影響曲奇餅干的成型，且口感過干，香味不明顯。當黃油添加量為55%時，曲奇餅干具有特有的香味，感官評分最高。

2.1.2 脂肪替代物添加量對曲奇餅干品質的影響 不同脂肪替代物添加量下曲奇餅干的感官評分如圖2所示。

由圖2可以看出：脂肪替代物添加過多，面團硬度較大，曲奇餅干口感過于粗糙，斷面層次不清晰，影響成型和風味;脂肪替代物添加過少，曲奇餅干內部容易形成較大孔洞，口感過于酥軟。當脂肪替代物添加量為25%時，曲奇餅干口感酥松香脆，感官評分最高。

2.1.3 白糖添加量對曲奇餅干品質的影響 不同白糖添加量下曲奇餅干的感官評分如圖3所示。

由圖3可以看出：白糖添加過多，曲奇餅干口感過于甜膩，表面易焦化;白糖添加過少，美拉德反應不足，曲奇餅干色澤差，口感硬，無特有的香味。當白糖添加量為25%時，曲奇餅干甜度適中，色澤較好，感官評分最高。

2.1.4 雞蛋液添加量對曲奇餅干品質的影響 不同雞蛋液添加量下曲奇餅干的感官評分如圖4所示。

由圖4可以看出：雞蛋液添加過多，曲奇餅干的酥性、口感變差，影響成型，且有蛋腥味;雞蛋液添加過少，曲奇餅干缺少特有的香味和色澤。當雞蛋液添加量為35%時，曲奇餅干口感酥松香脆，色澤金黃，感官評分最高。

2.2 響應面試驗結果

玉米皮膳食纖維曲奇餅干配方優化響應面試驗結果見表3。

試驗結果經Design-Expert 8.0.6進行多項式擬合，得二次多項式回歸擬合方程：

Y=-435.833 300+12.193 330 A+3.476 670 B+3.103 330 C+5.823 330 D+0.009 000 AB+0.012 000 AC-0.020 000 AD+0.011 000 BC+0.007 000 BD+0.006 000 CD-0.107 670 A2-0.092 667 B2-0.081 667 C2-0.069 667 D2

利用Design-Expert 8.0.6軟件進行方差分析，結果見表4。

由表4可知：模型差異性高度顯著（p<0.000 1），方程與實際情況擬合性較好，能夠反映感官評價總分與各因素之間的關系。失擬項不顯著，實測值與預測值之間無失擬存在，試驗誤差小且無其他顯著性因素的影響。比較F值可以判斷各因素對玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干感官評分的影響大小順序為A>D>C>B，即黃油添加量>雞蛋液添加量>白糖添加量>脂肪替代物添加量。

通過Design-Expert 8.0.6軟件分析確定玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干的最佳配方為：黃油添加量55.74%，脂肪替代物添加量24.37%，白糖添加量26.06%，雞蛋液添加量36.14%;此時模型預測玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干的感官評價總分為91.99分。考慮到生產實際所需，調整配方為：黃油添加量56%，脂肪替代物添加量24%，白糖添加量26%，雞蛋液添加量36%。按照此工藝進行5次驗證性試驗，制成的曲奇餅干的感官評價總分與理論預測值較為接近，偏差為0.8%，說明模型的擬合程度較好，具有實用價值。

3 結論

利用玉米皮膳食纖維脂肪替代物替代傳統曲奇中的部分黃油原料制作曲奇餅干，以感官評分為指標，通過單因素試驗及響應面法優化得出玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干的最佳配方為：黃油添加量55.74%，脂肪替代物添加量24.37%，白糖添加量26.06%，雞蛋添加量36.14%。添加脂肪替代物的曲奇餅干保留了傳統曲奇原有的風味品質，并在脆性、熱量及油脂含量方面均有所改善。

參考文獻

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Study on Application of Corn Bran Dietary Fiber Fat Substitute in Cookies

SUN Jingyang， XIAO Zhigang， ZHANG Yifan， YANG Jiazhen， LI Shengxian， YUAN Yuan*

（College of Grain Science and Technology， Shenyang Normal University， Shenyang 110034， China）

Abstract： The dietary fiber of corn bran was modified to make fat substitute and added to cookies to replace part of the butter. Single factor experiment and box-Behnken response surface method were used to optimize the formulation of corn bran dietary fiber fat substitute cookie. The results showed that： The best formula was 55.74% butter， 24.37% fat substitute， 26.06% sugar and 36.14% egg. Cookies made with this formula have good sensory quality and are low in fat and calories.

Key words： corn bran dietary fiber; fat substitutes; cookies